探討鼓風機噪音現象及解決對策

（浙江上風高科專風實業股份有限公司，浙江紹興 312300）

0.引言

鼓風機給工業生產帶來了巨大經濟效益的同時也造成了嚴重的噪音污染，生產過程中運行的鼓風機產生的噪音很容易使附近居民的正常生活受到影響，同時會使周邊的生態環境受到嚴重污染。因此相關部門在生態管理中納入了鼓風機噪音控制，防止噪聲對人類生活和生產繼續造成嚴重影響，對此本文針對鼓風機的噪音現象和解決對策進行探究。

1.離心式鼓風機的降噪措施

1.1 建立隔聲罩

如果各大企業在實力生產過程中對消聲器過于依賴則很難將噪音消除，鼓風機使用消聲器只能降低10dB～20dB的噪音，其他部位產生的噪音會從各個位置中輻射出來。因此如果想要將噪音綜合消除必須將隔聲罩建立在消聲器上，在密閉罩內控制鼓風機的整體機組同時在此基礎上將隔振器增加，這樣鼓風機通過消聲器向密閉罩內吸入外界的新鮮空氣，加強罩內排出熱氣流，可將噪音污染最大限度的消除。注意隔音房和隔聲罩一定要選擇使用擁有良好隔音效果的材料，同時要封閉處理。鼓風機廠房的門窗通常可選用建筑用鋼筋、混凝土、木板、土制磚等隔音效果好的材料。或是按照葉片均勻分布葉輪旋轉噪音的頻率計算法改造鼓風機的內部結構將扇葉打孔、增加扇葉和葉輪高度、窩舌的間隙等，均能夠對離心式鼓風機的噪音等級進行有效控制。

1.2 安裝消聲器

安裝鼓風機時可將消聲器安裝在鼓風機的出氣和進氣口、或是安裝在出氣和進氣管道，這樣可將噪音對環境的污染從源頭上消除。例如煤礦生產過程中會使用各種類型的鼓風機，這樣也會產生類型不同的噪音，煤礦企業可將大量消聲器安裝在各大鼓風機的排氣口和進氣口，利用復合式消聲器將機械整體受到氣壓、氣流和容積的危害有效降低，從源頭上扼殺噪音。或是使用阻尼材料削弱處理初期和進氣口產生的噪音，該方法是將一部分擁有較大內摩擦的材料覆蓋在鼓風機殼的外部和內殼管壁內，利用這些材料吸收消耗機殼和管壁的振動，然后轉化為熱量消耗掉，從而對噪音進行控制。擁有較大彈性的軟橡膠道路、鋪設使用的瀝青、天然高分子材料等是經常使用的阻尼材料。

1.3 加強風機房改造

當前國內已有的廠房已無法將社會生產需求滿足，為了將噪音對周邊環境的污染有效控制，相關部門應當改造原先的廠房，按照生產需求將專用鼓房機房設計出來。注意在改造期間應當選擇使用擁有良好隔音效果的新型防噪音材料，如防噪音管道、吸音材料等，同時對廠房的門窗做好隔音技術設計，加強廠房墻體縫隙填充和厚度建設，對每道施工流程嚴格控制才能使噪音傳播有效消除。鼓風機運作不平衡產生的振動可使用隔震降噪法，由于這種振動會傳到地面再通過地基傳導到墻壁等部位，將隔振設施鋪設在墻壁等部位，能夠將振動導致的噪音有效減少，通常隔振裝置可選用有較高彈性系數的彈簧所做的橡膠減震器、支撐裝置等，橡膠、軟木、高分子纖維等是經常使用的材料[1]。最后對于不適合整個鋪設新材料的廠房還要將防固體傳聲裝置和吸音體懸掛在廠房內部，使各種形式傳播的噪音有效減少。如選用多孔性質的吸聲裝置，當小孔內傳入聲音時會轉化聲波為內能使其散發掉。可選用的材料有氈子，泡沫等。

2.羅茨鼓風機噪音的降低措施

2.1 精度制造

羅茨鼓風機的葉輪表面質量高低會受到加工及材料質量的直接影響，大葉輪通常會選擇Ra3.2、HT200，小葉輪通常選擇鋼或球墨鑄鐵并和軸鑄成一體。轉子平衡最低限度應當確保在G6.3[2]，如果能夠提高到G5.6最理想。如果想要獲得較低的粗糙度，在數控機床上加工應當選擇較小的走刀量。葉輪顳頜是否平穩均勻，會受到運動準確性指向精度和齒輪間隙等各方面的直接影響。摩擦噪聲的主要來源是齒面粗糙度，因此根據相關標準要求應確保齒輪的精度保持在7級以上。加工齒輪時應當選擇專業的加工廠合作，否則一般機械加工廠沒有較好的檢測、齒輪加工技術，無法使齒輪的精度滿足高要求。風道表面如果能夠保持光滑，可以將氣流流動受阻時導致的嘯叫聲大程度的減少，同時能夠讓氣流順利通過而減少損失，因此管道內壁應當盡可能將彎道數量及粗糙度降低，急變流場不可設置進出風口，如果系統中存在如支管、彎頭等多個管件，則應當使它們之間保持5～10倍管徑的距離。

2.2 結構設計

傳統螺絲鼓風機的進出風口為矩形，整個葉輪外圓在吸氣過程中會同時進入密封區，導致氣體迅速關閉，排氣時葉輪外圓同時打開，突然將高壓氣體釋放，導致排出和吸入的氣體均會出現較大的振動并發出高噪聲。如果將進出風口設計為異型口，那么排出過程中和吸入過程中的打開與密封在開口面積從最大到0和從0到最大的基礎上呈現漸變狀況，可將進排氣口氣體壓差的變化有效延緩，從而將周期性排氣沖擊噪聲削減，從而使產生的噪聲平穩且低。該鼓風機葉輪輪齒為直齒狀，通常和軸線平行，這樣可為檢測和加工帶來便利，但為了使嚙合線長度增加可利用新型技術將其設計成斜齒狀。這種扭曲葉輪的鼓風機產生的噪聲低，工作平穩且輸氣脈動小，工作時具有內壓縮過程，和傳統鼓風機相比消耗的能量少且工作效率高。為了使鼓風機出風口端的壓力爆發能夠減輕，通常會將一定的U型條孔開在機殼出風端未過轉子中心，這樣容腔能夠在機殼、墻板和葉輪形成，當進入密閉狀態時，能夠使少量的風口高壓氣體向容腔回流。使出風口氣室和容腔形成一定的壓力平衡[3]。如果葉輪繼續旋轉則會增加壓力，容腔的體積隨之變小，在容腔將大量氣體排出前，可從回流孔頂排通過，這樣可將死角氣體的渦流噪聲有效減少，還能夠將排氣過程中釋放過度的壓力導致的沖擊噪聲減少。氣體的排氣和吸氣是通過兩個葉輪表面的嚙合完成的，而作為羅茨鼓風機心臟零件的葉輪表面形狀極為重要，為了確保葉輪能夠正常嚙合通常會設計其曲線為漸開線、圓包絡線和擺線。傳統葉輪通常會設計成為單一型線，中心距、壓力角及起始嚙和角等各種參數需要借助數學方法計算出來，大數據時代背景下利用數控編程軟件和CAD設計軟件也可組合與分段設計葉輪曲線，利用CAD的仿真和模擬功能使葉輪能夠在任何情況下嚙合時能夠保持的間隙相對固定。葉輪間隙均勻可確保振動、風量、壽命等重要機械性能得到有力保證，同時能夠有效降低噪聲，提高鼓風機的平穩性。和軸相連接的葉輪通常被作為一個整體，如果按照軸向將其分為若干段則會構成串接轉子。每段葉輪的直徑、葉型甚至長度相同，串接時需將隔板設置在葉輪段和機殼內之間，相鄰兩段葉輪周向錯開一定角度，隔成相應的段且每段和單臺鼓風機的工作狀況相似。每段葉輪的工作會存在一定時間差，減少氣流脈沖，相較于長度相同的單一葉輪脈動更加平穩且總排氣流量穩定，噪聲也更低。

2.3 創新結構設計

設計羅茨鼓風機的排氣口為雙螺旋氣口并將變徑消聲腔設置在排氣口，當排氣口和基元容積相通時，雙螺旋器口兩側會同時進入高壓回流氣體，并進入基元容積腔內。相較于單螺旋氣口，在一樣的時間中回流流速和氣體體積會降低一半和增加一倍，這樣可降低回流沖擊脈動強度并使噪聲降低。而且高壓回流氣體通過雙螺旋器口時從兩封口同時回流，在基元容積腔內其沖擊作用相互抵消和作用，基本上不會對風機側板形成沖擊力，可將噪聲有效降低。

3.結語

為了將鼓風機設備帶給人們生活生產及生態環境的危害降至最低，加強鼓風機噪音控制已成為一種必然趨勢。因此相關企業和設備應當重視無風機噪音的控制措施，根據聲源的產生原因對鼓風機各部分進行降噪處理，在不影響其原本功能的情況下達成降噪目的，這樣才能有效降低噪聲污染。